近日,從大慶油田永樂油區源29-5井傳來喜報,隨著最后一根鈦合金鉆桿從井下取出,標志著國內超短半徑水平井的井眼曲率半徑新紀錄產生,而實現這個技術突破的利器-鈦合金鉆桿就是由管研院牽頭聯合國內中世鈦業企業研制的鈦合金鉆桿。
超短半徑水平井是充分挖掘油氣資源,提高油氣資料采收率,減少鉆井成本的重要技術手段。由于小井眼套管尺寸、油氣層資源薄層及其他復雜地層等的苛刻條件,水平井的井眼彎曲半徑受到限制,尤其是小井眼套管內的側鉆和超短半徑水平井側鉆,對鉆桿提出了更高的要求。常規的鋼鉆桿由于鋼材高彈性模量的限制,當曲率半徑小于30m水平井,會在鉆桿上產生很大的彎曲應力,使鉆桿產生疲勞、磨損及物理破壞,尤其是采用旋轉導向技術旋轉鉆桿進行造斜鉆進時產生的影響更為嚴重,嚴重影響鉆桿壽命、可靠性,因此無法應用于井眼曲率半徑小于86m的超短半徑水平井,嚴重制約了超短半徑水平井的進一步開發和推廣。
而鈦合金鉆桿具有優良比強度高、耐蝕性優異、彈性模量低及高疲勞壽命等優點,是解決這一技術難題的有效手段。管研院面對國內超短半徑水平井開發的迫切需求,從2019年起就和大慶鉆探深入合作,將鈦合金鉆桿應用于超短半徑水平井的設計和施工,與中世鈦業、渤海能克等企業一起突破了鈦合金鉆桿材料、結構、螺紋、井下測井工具組合及與螺桿連接等多個技術瓶頸,2020年7月6日起管研院技術人員在大慶施工現場連續上井服務25天,成功在大慶油田永樂油區源29-5井1655米深實現了93°/28m的超短半徑水平井鉆井,突破了國內超短半徑水平井的井眼曲率半徑極限,鉆井滿足設計要求。
鈦合金鉆桿在大慶超短半徑水平井的成功應用,不僅為管研院鈦合金管技術從實驗室走向現場逐步實現規模化應用提供了重要的積累和現場經驗,更為我國淺層油氣資源的進一步開發、保障國家能源戰略安全提供了新的技術保障。